氧化铝-烧结法
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工业氧化铝生产工艺工业氧化铝是以铝矿石为原料,通过一系列工艺步骤加工而成的一种重要工业原料。
它具有高熔点、耐磨性强、化学稳定等优点,被广泛应用于电子、陶瓷、玻璃、医药、化工等多个行业中。
下面将介绍一般工业氧化铝的生产工艺。
一、铝矿石的选矿工业氧化铝的原料主要是含铝矿石,如赤铁矿、脱硅赤铁矿、高岭土等。
在选矿过程中,首先需要将矿石经物理或化学方法进行破碎、磨矿,以便提高矿石中的铝含量。
然后通过浮选、重选等方法,将矿石中的非铝矿物分离。
最后,经过干燥、研磨等工艺步骤,得到细粉末的铝酸盐。
二、铝酸盐的烧结将铝酸盐通过烧结工艺进行加热,使其结晶成纯净度较高的氧化铝。
一般的烧结工艺有制砂法、烧结法、酸法等。
制砂法是将铝酸盐粉末与其他辅助原料混合,并通过热处理,使其烧结成球形的粒子。
烧结法是将铝酸盐粉末进行加热,使其结晶成固态的氧化铝颗粒。
酸法是将铝酸盐溶液加入盐酸或硫酸中反应,得到氧化铝沉淀。
三、氧化铝的粉磨和分级经过烧结工艺得到的氧化铝颗粒尺寸较大,需要经过粉磨和分级工艺进行加工,使其具备所需的颗粒粒度和颗粒形状。
粉磨一般采用球磨机、棒磨机等设备,通过不同的研磨介质和研磨时间,使得颗粒变得更加细小。
分级则通过风力或震荡筛进行,将不同尺寸的颗粒分离出来,得到粒度均匀的氧化铝粉末。
四、氧化铝的综合加工得到粉末状的氧化铝后,还需要进行综合加工,以得到符合使用要求的工业氧化铝产品。
一般综合加工工艺包括漂白、除铁、筛分、烘干、包装等环节。
漂白是为了去除粉末中的杂质,提高纯度。
除铁是为了去除粉末中的杂质铁,以免对产品造成影响。
筛分是将粉末分为不同颗粒大小的产品,以满足不同用户的需求。
烘干是为了去除粉末中的水分,提高产品的稳定性和储存期限。
最后,经过包装工艺,将氧化铝产品打包,以便储存和运输。
以上是一般工业氧化铝的生产工艺。
不同的原料和工艺要求可能会有所差异,但总体的流程和步骤大致相同。
工业氧化铝的生产过程需要严格控制各个环节的参数和条件,以确保产品的质量和性能。
氧化铝的主要冶炼工艺介绍氧化铝的冶炼工艺大致可以分为烧结法、拜耳法和烧结-拜耳联合法等。
一、烧结法1.1烧结法的基本原理将铝土矿与一定数量的纯碱、石灰(或者石灰石)、配成炉料在高温下进行烧结,使氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙,氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠,而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠,将烧结产物(熟料)用稀碱溶液溶出时固体铝酸钠便进入溶液,铁酸钠水解放出碱,氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥。
在用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝,经过焙烧后产出氧化铝。
分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液经过蒸发后返回配料。
1.2烧结法工艺过程简述烧结法生产氧化铝有生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离以及洗涤、粗液脱硅、精液碳酸化分解、氢氧化铝的分离以及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。
生料浆制备:将铝土矿、石灰(或石灰石)、碱粉、无烟煤以及碳分母液按一定的比例,送入原料磨中磨制成生料浆,经过料浆槽的三次调配成各项指标合格的生料浆,送熟料窑烧结。
熟料烧结:配合格的生料浆送入熟料窑内,在1200℃-1300℃的高温下发生一系列的物理化学变化,主要生产使氧化硅和石灰化合成不溶于水的熟料。
熟料窑烧结过程通常在熟料窑(回转窑)内进行,氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙,氧化铝和纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠,而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠,并且烧至部分熔融,冷却后成外观为黑灰色的颗粒状物料即熟料。
熟料溶出:熟料经过破碎达到要求的粒度后,用稀碱溶液(生产上称调整液),在湿磨内进行粉碎性溶出,有用成分氧化铝和氧化钠进入溶液,成为铝酸钠溶液,而杂质铁和硅则进入赤泥。
赤泥分离和洗涤:为了减少溶出过程中的化学损失,赤泥和铝酸钠溶液必须快速分离,为了回收赤泥附液中所带走的有用成分氧化铝和氧化钠,将赤泥进行多次反向洗涤再排入堆场。
氧化铝粉低温烧结工艺生产实践摘要:氧化铝粉具有较高的表面自由,想要达到整体晶格稳定,提高制备质量,低温烧结技术是关键,因此,本文主要分析氧化铝粉低温烧结工艺生产实践。
关键词:氧化铝粉;低温;烧结工艺;生产实践引言氧化铝材料功能在很大程度上由原料与烧制温度硬性,通过分析从而证明低温烧结工艺能够有效提高氧化铝材料质量。
1、概述高品质氧化铝是当今世界快速发展的新材料之一,可制备耐火材料、透明陶瓷、锂电池隔謝料、高性能陶瓷、人造宝石和精密抛光材料及半导体材料等产品。
目前,高品质氧化错的应用前景广阔,发展潜力巨大,但我国生产的高品质氧化错与国外知名公司(例如日本“住友”、日本“大明化学"和法国“Baikowski”等)相比还存在较大的差距,主要表现在国内产品的纯度、粒度和分散性不能满足市场需求。
利用拜耳法生产的工业氧化错存在同样的问题:颗粒粗大、纯度低、钠含量高,严重制约了氧化钥产品的应用。
氢氧化错产品是拜耳法制备氧化钥的中间原料,氢氧化铝粉体原料的品质(粒度和纯度)直接影响氧化铭产品的品质,因此制备高品质氢氧化错产品是制备高品质氧化错的关键。
氢氧化错中氧化纳含量有3种:①晶格碱,水无法洗去;②挂酸钠结合喊,此部分喊含量极少,主要由精液脱桂指数决定;(SAH附碱,主要由平盘的洗漆效果决定。
夹杂在氢氧化钥水合物中的钠在烧结过程中会形成高铝寧钠(xNa2O*yAI2203),降低a-AI203的转化率和活率,进而影响麟产物氧化钥的物化性能。
因此,除去氢氧化钥中的钠已成为制备高纯氧化错工艺中的重飘节。
目前,制备高纯氧化错除钠主要有以下方法:①4氢氧化错烧结环节中加入除钠剂。
烧结过程中,加入除钠剂与钠反应形成易挥发的化合物,但在此过程中释放氟化物等有害气体,污染环境,工作条件恶化。
②s氢氧化水热电过程添加剂,目前主要年龄耐药是水溶液酸性物质,清洗氢氧化键。
但是在现有文献中,单一酸洗方法一般只能在02%左右的水平上去除裸露,制造的高纯氧化密钥难以获得99%以上的纯度。
烧结法生产氧化铝溶出及副反应研究白鹏翔(神华准能资源综合开发有限公司,内蒙古 鄂尔多斯 010300)摘 要:采用烧结法生产氧化铝,熟料中原硅酸钙含量较高,高压溶出时同铝酸钠溶液发生反应,造成Al2O3和Na2O进入白泥导致氧化铝、苛性钠溶出率下降,副反应也无法避免。
本文以中铝中州分公司熟料为实验原料,通过对比试验,对烧结法生产氧化铝熟料溶出时间、溶出温度、溶出液液固比及碳酸钠浓度等因素进行了研究,得出烧结法生产氧化铝最佳溶出条件。
关键词:氧化铝;烧结法;副反应;溶出率;铝酸钠中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2016)23-0029-3Research of dissolution and side reaction in alumina sintering productionBAI Peng-xiang(Shenhua Zhunneng comprehensive resource development limited,Erdos 010300,China)Abstract: Calcium silicate, used for calcining alumina clinker central plains content is higher, high pressure dissolution react with sodium aluminate solution, Al2O3 and Na2O into white clay to alumina, caustic soda dissolution rate decreased, the adverse event is unable to avoid. Based on chalco zhongzhou branch clinker as the experimental material, through the contrast test, for sintering process production alumina clinker dissolution time, temperature and dissolution dissolution liquid liquid solid ratio and the concentration of sodium carbonate was studied, calcining alumina best dissolution conditions are obtained.Keywords: alumina; sintering; side reaction; dissolution rate; sodium aluminate1 烧结法生产氧化铝溶出概述1.1 国内氧化铝生产现状我国是铝土资源大国,且大部分铝土矿为一水硬铝石型铝土矿,占全国总量的99%以上,铝硅比通常在4~7[1],不适合拜耳法生产氧化铝,针对一水硬铝石型铝土矿,国内大部分企业普遍采用烧结法。
工艺简介1常规拜耳法用苛性碱液直接浸取铝土矿中的氧化铝,得到铝酸钠溶液的氧化铝生产方法。
这种方法流程简单,能耗低,产品质量高,是国际上普遍采用的一种氧化铝生产方法。
目前世界上90%以上的氧化铝是由该法生产的。
由于矿石中的氧化硅在溶出过程中与铝酸钠溶液反应生成铝硅酸钠进入赤泥造成碱和氧化铝的消耗,故该法仅适于含活性氧化硅量较低的铝土矿。
2石灰拜耳法石灰拜耳法是指在拜耳法生产工艺的溶出过程中添加与常规量相比过量石灰的生产方法。
石灰拜耳法生产氧化铝工艺,是针对品位相对较低的矿石,为了使其能采用较简单经济的拜耳法生产,在溶出过程中添加过量石灰,使矿石中的大部分硅以水化石榴石(3CaO·Al2O3·nSiO2·(6-2n)H2O)的形式析出,减少生成含水铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·2H2O)导致的Na2O损失。
石灰拜耳法生产氧化铝工艺的主要特点是可以大幅度降低化学碱耗。
石灰拜耳法和常规拜耳法的主要区别在于前者的石灰添加量大。
在拜耳法溶出过程中,随着石灰添加量的增加,溶出赤泥Na2O/SiO2迅速下降,达到降低化学碱耗的目的。
但是,随着石灰添加量的增加,溶出赤泥Al2O3/SiO2则呈上升趋势,使Al2O3回收率下降,还会因为赤泥量增大而使赤泥附碱损失较为明显。
3选矿拜耳法选矿拜耳法,对氧化铝工艺而言就是常规的拜耳法。
拜耳法加上选矿二字,因其所用铝土矿是来自选矿提升铝硅比后的选精矿。
选矿拜耳法是针对中国铝土矿A/S比较低的特点,直接采用常规拜耳法生产不经济的现实情况而开发的一项新的氧化铝生产新工艺。
选矿拜耳法是通过选矿的方法将铝土矿中的含铝矿物与含硅矿物有效地分离,从而提高含铝矿物的A/S,使得高A/S的选精矿能够用拜耳法经济地处理。
这种选矿与拜耳法联合生产氧化铝的方法就是选矿拜耳法。
由于选矿尾矿不能得到充分利用,因此选矿拜耳法的Al2O3回收率较低,矿耗较高,其经济性在很大程度上取决于矿耗、矿石和苛性碱的价格。
氧化铝陶瓷的低温烧结技术氧化铝陶瓷是一种以Al2O3为主要原料,以刚玉(α—Al2O3)为主晶相的陶瓷材料。
因其具有机械强度高、硬度大、高频介电损耗小、高温绝缘电阻高、耐化学腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能,以及原料来源广、价格相对便宜、加工制造技术较为成熟等优势,氧化铝陶瓷已被广泛应用于电子、电器、机械、化工、纺织、汽车、冶金和航空航天等行业,成为目前世界上用量最大的氧化物陶瓷材料。
然而,由于氧化铝熔点高达2050℃,导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高(参见表一中标准烧结温度),从而使得氧化铝陶瓷的制造需要使用高温发热体或高质量的燃料以及高级耐火材料作窑炉和窑具,这在一定程度上限制了它的生产和更广泛的应用。
因此,降低氧化铝陶瓷的烧结温度,降低能耗,缩短烧成周期,减少窑炉和窑具损耗,从而降低生产成本,一直是企业所关心和急需解决的重要课题。
目前,对氧化铝陶瓷低温烧结技术的研究工作已很广泛和深入,从75瓷到99瓷都有系统的研究,业已取得显著成效。
表一是已实现的各类氧化铝陶瓷低温烧结情况。
表中低温烧结氧化铝陶瓷的各项机电性能均达到了相应瓷种的国家标准,甚至中铝瓷在某些技术标准上超过高铝瓷的国标,如中科院上海硅酸盐研究所研制的1360℃烧成的85瓷,其抗弯强度超过99%Al2O3陶瓷的国标,各项电性能都优于95%Al2O3瓷的国标;Al2O3含量分别为90%和95%的低温烧结陶瓷,其机电性能都优于95瓷及99瓷的国标。
纵观当前各种氧化铝瓷的低温烧结技术,归纳起来,主要是从原料加工、配方设计和烧成工艺等三方面来采取措施,下面分别加以概述。
一、通过提高Al2O3粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度。
与块状物相比,粉体具有很大的比表面积,这是外界对粉体做功的结果。
利用机械作用或化学作用来制备粉体时所消耗的机械能或化学能,部分将作为表面能而贮存在粉体中,此外,在粉体的制备过程中,又会引起粉粒表面及其内部出现各种晶格缺陷,使晶格活化。